Vision en couleur, synthèse additive et couleurs complémentaires

Vision en couleur, synthèse additive et couleurs complémentaires

 

I. L’œil

 

La vision en couleurs est liée à l’œil. Sur la rétine, il y a trois types de cônes, et chacun des cônes est sensible à une couleur :

Il y a un cône sensible dans le bleu, un cône sensible dans le vert et un cône sensible dans le rouge.

Il suffit donc de jouer sur ces trois couleurs pour que le cerveaux interprète toutes les autres. En fonction de la proportion de cônes activés vis-à-vis des autres, le cerveau va interpréter de différentes manières et chaque mélange va donner une couleur. On peut donc se poser la question : que se passe-t-il lorsque l’on éclaire en bleu et en vert ? C’est ce qu’on appelle la synthèse additive.

 

II. Synthèse additive : superposition de couleurs

 

Pour avoir de la synthèse additive, il faut donc des sources de lumières, telles que les écrans ou les lampes. Si on envoie du rouge sur un œil, l’œil voit du rouge : le cône rouge s’active et déclenche la vision du rouge. Si on envoie du rouge et du vert, l’œil active deux types de cônes et perçoit donc du jaune. 

 

synthese-additive

 

D’après la synthèse additive, on remarque que le rouge et le vert donnent du jaune, rouge et bleu donnent du magenta, bleu et vert donnent du cyan, et au centre, la superposition des trois couleurs (rouge, vert et bleu) donne du blanc.

R+V = jaune

R+B = magenta

B+V = cyan

R+V+B = blanc

 

III. Couleurs complémentaires

 

Définition : Deux couleurs sont complémentaires si leur superposition donne du blanc.

Nous venons de voir que R+V+B = blanc.

Donc, avec les superpositions vues précédemment :

– magenta et vert sont des couleurs complémentaires.

– cyan et rouge sont des couleurs complémentaires.

– jaune et bleu sont des couleurs complémentaires.

cercle-chromatique_2

Et de manière plus générale, les couleurs complémentaires sont diamétralement opposées sur un cercle chromatique. Deux couleurs complémentaires se font donc face.

Synthèse soustractive et couleur d'un objet

Synthèse soustractive et couleur d’un objet

 

I. Synthèse soustractive

 

Pour la couleur d’un objet, la synthèse est dite soustractive car l’objet soustrait des couleurs à la lumière incidente. Si on éclaire une pièce avec de la lumière blanche, tout se passe comme si des rayons rouges, verts et bleus sortaient de cette lumière (car R+V+B = blanc). Si ces rayons frappent une feuille blanche, ces trois rayonnements reviennent à l’œil et par synthèse additive, l’œil perçoit du blanc.

Maintenant, si la feuille est perçue bleue, cela signifie que seuls les rayonnements bleus ont atteint l’œil. La feuille a donc soustrait des couleurs pour que seul le bleu atteigne l’œil. On dit que la feuille diffuse le bleu.

Conclusion : un objet coloré soustrait des couleurs.

 

Exemple 

Prenons un objet qui soustrait le vert.

 

synthese-sous

 

L’objet éclairé en lumière blanche soustrait le vert, il n’y a que le rouge et le bleu qui sont diffusés. L’œil reçoit donc le rouge et le bleu, qu’il perçoit comme du magenta par synthèse additive. L’objet qui soustrait du vert est donc perçu magenta.

 

À savoir

Un filtre magenta soustrait le vert.

Un filtre cyan soustrait le rouge.

Un filtre jaune soustrait le bleu.

Ce type de filtre ne soustrait qu’une couleur. Le magenta, le cyan et le jaune sont donc les couleurs primaires en synthèse soustractive.

 

synthèse-soustractive-cmj

 

Il est possible de combiner ces filtres entre eux. Grâce à l’image ci-dessus, il est possible de connaître la couleur perçue en sortie des filtres en fonction de la couleur des filtres et de leur superposition. Par exemple, magenta et cyan donnent du bleu en synthèse soustractive. On remarque aussi que la superposition des trois filtres donne du noir : le rouge, le vert et le bleu ont été soustraits, et l’absence de couleur est perçue comme du noir.

 

II. Couleur d’un objet

 

Le but ici est de déterminer la couleur d’un objet. L’objet absorbe le rouge, quelle est sa couleur lorsqu’il est éclairé en lumière blanche ?

 

Raisonnement R,V,B

synthese-sous2

 

Méthode

Représenter les lumières qui composent l’éclairage. Ici, l’objet est éclairé en lumière blanche. La lumière incidente est donc rouge, verte et bleue.

Supprimer la ou les lumières absorbées. Ici, le rouge est absorbée, seuls le vert et le bleu sont diffusés.

Par synthèse additive on détermine la couleur perçue. Ici, V+B = cyan.

  

Raisonnement par les couleurs complémentaires

Si un objet est perçu d’une certaine couleur, c’est qu’il a absorbé sa couleur complémentaire.

cercle-chromatique_2 

Le cercle chromatique permet de trouver les couleurs complémentaires. Ici, notre objet a absorbé le rouge, il est donc perçu de la couleur complémentaire du rouge, c’est-à-dire le cyan d’après le cercle chromatique (la couleur face au rouge est le cyan).

Attention : Cette méthode ne fonctionne que si l’objet est éclairé en lumière blanche. Dans le cas contraire, il faut utiliser la première méthode.